Досліджено вплив методів сушки порошків частково стабілізованого діоксиду цирконію, одержаного спільним осадженням гідроксидів, на фазовий склад, розміри та форму часток порошків. Показано, що оптимальним для нанесення покриттів за допомогою плазмового методу є використання порошків, одержаних кріосушкою розчинів.

Вивчено умови одержання плавлених сплавів карбоборидів титану. Показано, що вони залежать від вмісту складових та їх властивостей. Сплави із стовідсотковою щільністю та заданим складом можна одержувати за щільностей струму дуги 180 - 220 А/<$E roman см sup 2> і тиску захисного газу аргону близько 2,0 МПа. Встановлено, що на абразивну здатність плавлених тугоплавких сполук впливає, поряд з їх великою твердістю, пластичність, яка, в свою чергу, значно впливає на міцність абразивних зерен. У зв'язку з цим збільшення вмісту в сплаві більш пластичного дібориду титану призводить до підвищення його абразивної здатності. Показано переваги використання плавлених тугоплавких сполук щодо якості поверхні, яка ними обробляється. Вища якість поверхні зумовлена вищою їх теплопровідністю та міцністю зерен, що запобігає виникненню припалів і шаржування. Зазначено, що одержані результати дають можливість створювати абразивні матеріали з наперед заданими властивостями щодо матеріалу, який обробляється, змінювати їх структуру та склад.

Виконано порівняльні дослідження структури та властивостей плазмових покриттів із діоксиду цирконію. Вихідні порошки для напилення були одержані двома методами: кріохімічним та спільним осадженням гідроксидів із подальшою сушкою осаду на повітрі. Показано, що зі зміною характеру пористості та зеренної структури покриттів змінюється їх теплопровідність. Встановлено, що покриття з кріохімічного порошку мають тоншу структуру, успадковану від вихідного порошку, і, як наслідок, меншу теплопровідність.

Виконано термоциклічні випробування плазмових покриттів з діоксиду цирконію. Вихідні порошки для напилення одержано за допомогою двох методів: кріохімічного та спільного осадження гідроксидів з подальшою повітряною сушкою осаду. Встановлено, що у випадку покриття з кріохімічного порошку, яке має тоншу структуру та дрібнішу пористість, формується тонший шар термозростаючого оксиду, ніж для покриття з комерційного порошку ЦИ-7. Це сприяє підвищенню ресурсу роботи термобар'єрного покриття.

Исследовано поведение детонационных покрытий TiAlCr с наружным керамическим слоем в условиях высокотемпературного окисления на воздухе. Установлено, что работоспособность термобарьерного покрытия с наружным слоем из диоксида циркония на подложках из сплавов Ti и <$E gamma>-TiAl зависит от особенностей окисления связующего алюминидного слоя TiAlCr, а также от характера диффузионных процессов, протекающих на границе раздела покрытие - подложка. Наличие керамического слоя принципиально не сказывается на характере окисления покрытия <$E gamma>-TiAl. Показано, что поведение жаростойких TiAlCr покрытий в процессе высокотемпературного окисления зависит от состава подложки, который и определяет характер диффузионных процессов на границе раздела покрытие - подложка. В случае, когда подложка выполнена из обогащенных титаном сплавов, наблюдается активная диффузия Al и Cr из покрытия, а Ti - в покрытие. При этом из-за изменения отношения активностей Al/Ti на поверхности покрытия формируется оксидный слой из смеси TiO2 и Al2O3. В случае, когда подложка выполнена из <$E gamma>-TiAl, на поверхности TiAlCr покрытия формируется оксидный слой только из Al2O3.

Показаны преимущества использования для разного типа фильтрационной керамики таких огнеупорных материалов, как корунд и циркон с применением модификаторов (порошки алюминия), а в качестве связок - гидролизованного этилсиликата и фосфатных связующих.

Розглянуто проблему вдосконалення технологічного процесу виготовлення керамічних стрижнів для охолоджуваних лопаток газотурбінних двигунів.

Исходя из экспериментальных данных, полученных при исследовании покрытий <$E roman ZrO sub 2~+~7> % <$E roman {Y sub 2 O sub 3}>, предложена феноменологическая модель зависимости теплопроводности пористого покрытия от размера пор. Структурные различия в покрытиях, напыленных плазменным методом, обеспечены использованием порошков с разными свойствами. Предложено понятие "критический размер пор при заданной пористости", соответствующий максимальному размеру пор, при котором теплопроводность начинает зависеть не только от общей пористости, но и от размера пор, что особенно важно для материалов с субмикронными и наноразмерными структурными составляющими. Поскольку длина свободного пробега фононов при рассеянии на порах зависит от расстояния между ними, предложено понятие "критическое расстояние между порами", которое соответствует максимальному расстоянию, с превышением которого теплопроводность начинает зависеть только от интегральной пористости материала.

Досліджено взаємозв'язок між механічними властивостями термобар'єрних покриттів, напилених за допомогою плазмового методу, і властивостями вихідних порошків. Обрано порошки одного хімічного складу, одержані за технологією спільного осадження гідроксидів з подальшою повітряною сушкою осадів та за кріохімічною технологією. Виходячи з відомостей про механізми руйнування термобар'єрних покриттів, поставлено та розв'язано задачу підвищення пластичності і, як наслідок, росту коефіцієнта релаксації напруг керамічного покриття. Дрібніша структура покриття, напиленого з кріохімічного порошку, дозволила підвищити також його тріщиностійкість. Незначне зменшення твердості покриття з кріопорошку не повинно знизити експлуатаційні характеристики термобар'єрного покриття.

На основании исследования фазово-структурных особенностей керамики, модифицированной тонкодисперсными металлическими порошками алюминия и кремния, разработана технология изготовления термостойких изделий литейной оснастки - керамических стержней и фильтрующих элементов, проведено их опытно-промышленное опробование для получения отливок жаропрочных сплавов с комплексом повышенных эксплуатационных характеристик.

Показано, що за рахунок реалізації фактора структурної спадкоємності у ланцюжку "вихідний порошок - покриття", а саме наслідування покриттям тонкої структури вихідного порошку, можна покращити механічні властивості та знизити теплопровідність термобар'єрних покриттів на основі <$Eroman {ZrO sub 2 }>. Розкрито взаємозв'язок дифузійних і окиснювальних процесів у термобар'єрних покриттях з TiAlCr зв'язуючим шаром на підкладках з алюмінідів титану та титанових сплавів. Показано, що поведінка TiAlCr покриттів у процесі високотемпературного окиснення залежить від складу підкладки, який визначає характер дифузійних процесів на межі розділу покриття - підкладка. У разі складу підкладки зі сплавів, збагачених титаном, має місце дифузія Al і Cr з покриття, а Ti - в покриття. За цього на поверхні покриття формується оксидний шар, що складається з <$Eroman TiO sub 2> і <$Eroman {Al sub 2 O sub 3 }>. У підкладці, що містить <$Egamma>-TiAl на поверхні TiAlCr-покриття формується захисний шар лише з <$Eroman {Al sub 2 O sub 3 }>. Показано залежність швидкості та ступеня окиснення TiAlCr основи від мікроструктури зовнішнього шару термобар'єрного покриття з <$Eroman ZrO sub 2>. З'ясовано, що напилення теплозахисного шару з кріохімічного порошку у порівнянні з комерційним порошком ЦИ-7, одержаного співосадженням гідроксидів, дозволяє знизити інтенсивність росту та товщину термозростаючого оксидного шару (ТЗО) <$Eroman {Al sub 2 O sub 3 }>, що формується під час окиснення зв'зуючого шару покриття. За цього зменшується кількість залишкових напружень у покритті та підвищується ресурс його роботи.

Показана возможность управления такими фазово-структурными характеристиками, как степень регулярности структуры, дендритный параметр, дисперсность и объемная доля упрочняющих интерметаллидных и карбидных фаз отливок из жаропрочного коррозионностойкого сплава типа ХН60КМЮВТ (базового без гафния и модельного с 0,2 % Hf), полученных путем направленной кристаллизации на промышленной установке УВНК-8П (ГП НПКГ "Зоря" - "Машпроект", г. Николаев) в условиях регулируемого теплоотвода при скоростях <$E V sub roman кр> = 5 и 10 мм/мин. Проведен также выбор температурно-временного режима термической обработки деталей (рабочих лопаток ГТД) с целью повышения их эксплуатационных характеристик.

Экспериментальными исследованиями и аналитическими расчетами определены теплофизические особенности формирования структуры при направленной кристаллизации отливок сложной геометрической формы (рабочая лопатка турбины высокого давления для стационарного газотурбинного двигателя) из сплава ЧС70 (ХН58КМЮВТ) на промышленном литейном агрегате УВНК-8П. Сформулированы качественные и количественные критерии, определяющие возможность получения ориентированной структуры по всей длине изделия.